關(guān)于船舶廢氣清洗系統(tǒng)殘?jiān)幚淼乃伎?/h1>
2021-05-28 01:00:50徐嘉偉羅鈺瀟
世界海運(yùn) 2021年5期
徐嘉偉 蔣 智 羅鈺瀟
一、背景
MARPOL公約附則Ⅵ第14.1條規(guī)定，2020年1月1日起，船舶使用的任何燃料油的含硫量不得超過(guò)0.50% m/m。同時(shí)MARPOL公約附則Ⅵ第4條規(guī)定，船舶在采取了符合要求的同等替代措施情況下，可繼續(xù)使用硫含量超過(guò)0.50% m/m的燃料油。當(dāng)前最常見(jiàn)的替代措施是安裝符合規(guī)定的廢氣清潔系統(tǒng)，此系統(tǒng)通常被稱為“洗滌塔”。
已安裝廢氣清洗系統(tǒng)的船舶，可直接使用高硫份燃料油，因其管理便利及運(yùn)營(yíng)成本低等特點(diǎn)，一直備受業(yè)界的關(guān)注[1]。然而如何處置洗滌塔殘?jiān)F(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)外航運(yùn)業(yè)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題，由于各國(guó)對(duì)洗滌塔殘?jiān)诸愡€不明確，許多港口的洗滌塔殘?jiān)邮赵O(shè)施還不完善，目前仍然不能滿足接收需求，導(dǎo)致船舶產(chǎn)生的洗滌塔殘?jiān)鼰o(wú)法得到及時(shí)有效處置。
二、洗滌塔及其殘?jiān)榻B
（一）洗滌塔的種類
1.閉式洗滌塔
在洗滌塔運(yùn)行過(guò)程中，將混有堿性化學(xué)物質(zhì)的洗滌水對(duì)含有硫氧化物的船舶廢氣進(jìn)行中和脫硫，脫硫后的洗滌塔殘?jiān)ㄟ^(guò)分離過(guò)濾，從洗滌水中提取出來(lái)排入收集柜，等待岸上或者第三方接收。這種模式比較適用于淡水和港內(nèi)水域，優(yōu)點(diǎn)是不受海水堿度的影響，且不污染海洋；缺點(diǎn)是安裝和營(yíng)運(yùn)成本高。
2.開(kāi)式洗滌塔
在洗滌塔運(yùn)行過(guò)程中，利用弱堿性的海水對(duì)含有硫氧化物的船舶廢氣進(jìn)行中和脫硫，含有污染物的洗滌廢水直接排放入海，比較適用于海水。優(yōu)點(diǎn)是成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是耗能大，可能造成海水污染，被不少國(guó)家和港口限制使用。
3.混合式洗滌塔
可根據(jù)情況設(shè)置為開(kāi)式洗滌塔模式或閉式洗滌塔模式。優(yōu)點(diǎn)是可靈活切換，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。缺點(diǎn)是成本高，系統(tǒng)復(fù)雜。
船方可根據(jù)三者的特點(diǎn)按需選擇，以滿足船舶在不同排放控制區(qū)域的航行要求。其中，閉式洗滌塔和混合式洗滌塔在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生殘?jiān)?/p>
（二）洗滌塔的脫硫方式
船舶洗滌塔根據(jù)脫硫方式主要分為干式脫硫法和濕式脫硫法。其中干式脫硫法主要是使用固體顆粒粉末（一般為氫氧化鈣）作為脫硫劑與船舶廢氣中的二氧化硫發(fā)生反應(yīng)，脫去廢氣中的二氧化硫，在反應(yīng)過(guò)程中，氫氧化鈣經(jīng)歷了不同的化學(xué)反應(yīng)，最終產(chǎn)物為石膏。
濕式脫硫法使用含有堿性物質(zhì)的洗滌水作為脫硫劑，目前主要有鎂基法、鈉堿法和海水法，鈉堿法使用氫氧化鈉進(jìn)行中和反應(yīng)，開(kāi)始時(shí)主要生成亞硫酸鈉，而亞硫酸鈉具有脫硫能力，能繼續(xù)從氣體中吸收二氧化硫轉(zhuǎn)變?yōu)閬喠蛩釟溻c。鎂基法同樣也是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行脫硫后生成亞硫酸鎂或硫酸鎂[2]。
（三）洗滌塔殘?jiān)x
MEPC.199（62）決議第1.3.2條將洗滌塔殘?jiān)男螒B(tài)描述如下：廢氣清洗系統(tǒng)殘?jiān)怯纱爱a(chǎn)生的，其形態(tài)范圍包括液體到固體。第2.4條對(duì)洗滌塔殘?jiān)x如下：洗滌塔殘?jiān)窍礈焖幚磉^(guò)程中的產(chǎn)物，使用不同的處理技術(shù)，可以將產(chǎn)生的殘?jiān)鼜南礈焖蟹蛛x出來(lái)，這些殘?jiān)辛蛩猁}、灰、金屬物和碳?xì)浠衔锏取?/p>
三、洗滌塔殘?jiān)再|(zhì)分析
由于國(guó)際海事組織至今未發(fā)布統(tǒng)一的洗滌塔殘?jiān)男再|(zhì)，導(dǎo)致各締約國(guó)關(guān)于殘?jiān)幚淼姆ㄒ?guī)要求不盡相同，嚴(yán)重影響了殘?jiān)慕邮蘸吞幹眯省榱嗣鞔_洗滌塔殘?jiān)男再|(zhì)，筆者所在團(tuán)隊(duì)曾對(duì)一艘正常營(yíng)運(yùn)的國(guó)際航行船舶在5種不同條件下的洗滌塔殘?jiān)M(jìn)行了樣品測(cè)試。所有樣品均按照PPR5/11文件附則Ⅰ的要求進(jìn)行收集、儲(chǔ)存和運(yùn)輸，并送到符合ISO/IEC17025：2017測(cè)試要求的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)。本次檢測(cè)結(jié)果顯示殘?jiān)泻?9%，含干物質(zhì)21%，主要成分為碳?xì)浠衔铩⒒曳趾徒饘伲瑲堅(jiān)锨逡汉刑細(xì)浠衔铩⒔饘俸土蛩猁}。其中重金屬檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1[3]，通過(guò)表1可以看出殘?jiān)秀~、釩、鋅等多種重金屬，但含量基本都處在較低的數(shù)值。通過(guò)分析此次檢測(cè)結(jié)果，筆者認(rèn)為船舶廢氣清洗系統(tǒng)產(chǎn)生的殘?jiān)梢员话踩靥幚怼?/p>
四、部分國(guó)家洗滌塔殘?jiān)幚憩F(xiàn)狀
歐洲等國(guó)家和地區(qū)較早地劃定了船舶排放控制區(qū)，因此這些地區(qū)的港口配套設(shè)施也較為完善。目前洗滌塔殘?jiān)姆诸惾Q于各港口廢物處理公司的規(guī)定，一些港口已經(jīng)準(zhǔn)備好接收來(lái)自船舶洗滌塔的殘?jiān)笤诘诌_(dá)港口前有廢氣清洗系統(tǒng)殘?jiān)枨蟮拇粦?yīng)提前24 h至5個(gè)工作日發(fā)出通知。波羅的海港口仍在準(zhǔn)備殘?jiān)邮赵O(shè)施，接收費(fèi)用還在考慮之中。丹麥大多數(shù)港口都有接收廢氣清洗系統(tǒng)洗滌水和殘?jiān)南嚓P(guān)設(shè)施，有些港口使用壓濾機(jī)將洗滌塔殘?jiān)鼔簩?shí)，然后運(yùn)輸?shù)教盥駡?chǎng)處理。芬蘭的一些港口直接將洗滌塔殘?jiān)桓段ｋU(xiǎn)廢物處理廠進(jìn)行處理。德國(guó)漢堡港的港口接收設(shè)施可以處理閉式廢氣清洗系統(tǒng)殘?jiān)薪邮招枨蟮拇霸诘竭_(dá)漢堡港前，可使用船舶廢棄物通知表進(jìn)行申報(bào)，在接收洗滌塔殘?jiān)埃枰_定殘?jiān)鼧悠返男再|(zhì)，從而選擇相應(yīng)的處理類型，比如焚燒或回收[2]。
表1 重金屬檢測(cè)結(jié)果 單位：μg/L
由于目前缺乏關(guān)于統(tǒng)一分類和殘留物運(yùn)輸要求的條例/標(biāo)準(zhǔn)，且缺乏在岸處置殘留物的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和做法，這導(dǎo)致不同區(qū)域的港口國(guó)采取不同的岸基處置辦法。且許多港口國(guó)正處于殘?jiān)邮赵O(shè)施建設(shè)的初期階段，這些設(shè)施仍不足以滿足需求，所以需盡快對(duì)殘?jiān)男再|(zhì)進(jìn)行明確，以促進(jìn)各港口國(guó)接收設(shè)施的建設(shè)。
五、建議和措施
（一）洗滌塔殘?jiān)鼫p量化處理
洗滌塔殘?jiān)臄?shù)量不可忽略，根據(jù)計(jì)算結(jié)果一艘總功率為75 624 kW的郵輪，一周內(nèi)產(chǎn)生的洗滌塔殘?jiān)s為12 t，其中含水量可達(dá)到50%至95%，但是船舶如果使用減量化處理，則可以將殘留物減少到原始?xì)埩粑锏?/20。而且目前洗滌塔殘?jiān)鼫p量化技術(shù)已經(jīng)成熟，筆者調(diào)研了一家洗滌塔公司，獲得了以下相關(guān)數(shù)據(jù)：洗滌塔濕殘?jiān)漠a(chǎn)量是9 L/MWh，經(jīng)過(guò)減量化處理后的殘?jiān)縿t是1.8 L/MWh。
因此，船舶應(yīng)在技術(shù)可行的條件下對(duì)洗滌塔殘?jiān)M(jìn)行減量化處理，不僅可以降低船舶收集和處理殘?jiān)某杀荆乙坏⑾礈焖堅(jiān)捏w積經(jīng)過(guò)減量化壓縮使其成為固體，就可以更方便地將減量化處理后的洗滌塔殘?jiān)M(jìn)行分類，從而選擇更為妥善的處理方式。
（二）納入MARPOL公約附則Ⅴ中
關(guān)于如何處理洗滌塔殘?jiān)梢灶惐葏⒖紝?duì)船舶焚燒爐爐渣的處理方式。船舶焚燒爐可以焚燒由主機(jī)、副機(jī)、油水分離器以及各油泵產(chǎn)生的廢油和大多數(shù)固體垃圾，可以看出焚燒爐爐渣成分更為復(fù)雜，而焚燒爐爐渣處理已經(jīng)納入MARPOL公約附則Ⅴ（防止船舶垃圾污染規(guī)則）中，所以我們有合理的理由認(rèn)為洗滌塔殘?jiān)部梢约{入其中，以盡快規(guī)范船舶對(duì)洗滌塔殘?jiān)M(jìn)行處置和方便港口岸上設(shè)施接收[4]。所以，筆者建議把經(jīng)過(guò)減量化處理的洗滌塔殘?jiān){入MARPOL公約附則Ⅴ中，同時(shí)建議將洗滌塔殘?jiān)腥搿癋 操作性廢棄物”，并記錄在垃圾記錄簿中，記錄內(nèi)容應(yīng)包括處置和接收的日期、時(shí)間、位置等。
六、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上對(duì)洗滌塔殘?jiān)幚淼奶接懀P者期望和國(guó)內(nèi)外航運(yùn)界人士一起推動(dòng)國(guó)際海事組織盡快以公約形式確定船舶廢氣清洗系統(tǒng)殘?jiān)男再|(zhì)，以為國(guó)內(nèi)外船舶管理者和港口方面提供明確的指導(dǎo)，使他們能夠妥善地處理船舶產(chǎn)生的廢棄清洗系統(tǒng)殘?jiān)⒁源舜龠M(jìn)各締約國(guó)加快對(duì)洗滌塔殘?jiān)邮赵O(shè)施的規(guī)劃和建設(shè)，更加及時(shí)有效地進(jìn)行處置。
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一、背景
MARPOL公約附則Ⅵ第14.1條規(guī)定，2020年1月1日起，船舶使用的任何燃料油的含硫量不得超過(guò)0.50% m/m。同時(shí)MARPOL公約附則Ⅵ第4條規(guī)定，船舶在采取了符合要求的同等替代措施情況下，可繼續(xù)使用硫含量超過(guò)0.50% m/m的燃料油。當(dāng)前最常見(jiàn)的替代措施是安裝符合規(guī)定的廢氣清潔系統(tǒng)，此系統(tǒng)通常被稱為“洗滌塔”。
已安裝廢氣清洗系統(tǒng)的船舶，可直接使用高硫份燃料油，因其管理便利及運(yùn)營(yíng)成本低等特點(diǎn)，一直備受業(yè)界的關(guān)注[1]。然而如何處置洗滌塔殘?jiān)F(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)外航運(yùn)業(yè)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題，由于各國(guó)對(duì)洗滌塔殘?jiān)诸愡€不明確，許多港口的洗滌塔殘?jiān)邮赵O(shè)施還不完善，目前仍然不能滿足接收需求，導(dǎo)致船舶產(chǎn)生的洗滌塔殘?jiān)鼰o(wú)法得到及時(shí)有效處置。
二、洗滌塔及其殘?jiān)榻B
（一）洗滌塔的種類
1.閉式洗滌塔
在洗滌塔運(yùn)行過(guò)程中，將混有堿性化學(xué)物質(zhì)的洗滌水對(duì)含有硫氧化物的船舶廢氣進(jìn)行中和脫硫，脫硫后的洗滌塔殘?jiān)ㄟ^(guò)分離過(guò)濾，從洗滌水中提取出來(lái)排入收集柜，等待岸上或者第三方接收。這種模式比較適用于淡水和港內(nèi)水域，優(yōu)點(diǎn)是不受海水堿度的影響，且不污染海洋；缺點(diǎn)是安裝和營(yíng)運(yùn)成本高。
2.開(kāi)式洗滌塔
在洗滌塔運(yùn)行過(guò)程中，利用弱堿性的海水對(duì)含有硫氧化物的船舶廢氣進(jìn)行中和脫硫，含有污染物的洗滌廢水直接排放入海，比較適用于海水。優(yōu)點(diǎn)是成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是耗能大，可能造成海水污染，被不少國(guó)家和港口限制使用。
3.混合式洗滌塔
可根據(jù)情況設(shè)置為開(kāi)式洗滌塔模式或閉式洗滌塔模式。優(yōu)點(diǎn)是可靈活切換，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。缺點(diǎn)是成本高，系統(tǒng)復(fù)雜。
船方可根據(jù)三者的特點(diǎn)按需選擇，以滿足船舶在不同排放控制區(qū)域的航行要求。其中，閉式洗滌塔和混合式洗滌塔在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生殘?jiān)?/p>
（二）洗滌塔的脫硫方式
船舶洗滌塔根據(jù)脫硫方式主要分為干式脫硫法和濕式脫硫法。其中干式脫硫法主要是使用固體顆粒粉末（一般為氫氧化鈣）作為脫硫劑與船舶廢氣中的二氧化硫發(fā)生反應(yīng)，脫去廢氣中的二氧化硫，在反應(yīng)過(guò)程中，氫氧化鈣經(jīng)歷了不同的化學(xué)反應(yīng)，最終產(chǎn)物為石膏。
濕式脫硫法使用含有堿性物質(zhì)的洗滌水作為脫硫劑，目前主要有鎂基法、鈉堿法和海水法，鈉堿法使用氫氧化鈉進(jìn)行中和反應(yīng)，開(kāi)始時(shí)主要生成亞硫酸鈉，而亞硫酸鈉具有脫硫能力，能繼續(xù)從氣體中吸收二氧化硫轉(zhuǎn)變?yōu)閬喠蛩釟溻c。鎂基法同樣也是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行脫硫后生成亞硫酸鎂或硫酸鎂[2]。
（三）洗滌塔殘?jiān)x
MEPC.199（62）決議第1.3.2條將洗滌塔殘?jiān)男螒B(tài)描述如下：廢氣清洗系統(tǒng)殘?jiān)怯纱爱a(chǎn)生的，其形態(tài)范圍包括液體到固體。第2.4條對(duì)洗滌塔殘?jiān)x如下：洗滌塔殘?jiān)窍礈焖幚磉^(guò)程中的產(chǎn)物，使用不同的處理技術(shù)，可以將產(chǎn)生的殘?jiān)鼜南礈焖蟹蛛x出來(lái)，這些殘?jiān)辛蛩猁}、灰、金屬物和碳?xì)浠衔锏取?/p>
三、洗滌塔殘?jiān)再|(zhì)分析
由于國(guó)際海事組織至今未發(fā)布統(tǒng)一的洗滌塔殘?jiān)男再|(zhì)，導(dǎo)致各締約國(guó)關(guān)于殘?jiān)幚淼姆ㄒ?guī)要求不盡相同，嚴(yán)重影響了殘?jiān)慕邮蘸吞幹眯省榱嗣鞔_洗滌塔殘?jiān)男再|(zhì)，筆者所在團(tuán)隊(duì)曾對(duì)一艘正常營(yíng)運(yùn)的國(guó)際航行船舶在5種不同條件下的洗滌塔殘?jiān)M(jìn)行了樣品測(cè)試。所有樣品均按照PPR5/11文件附則Ⅰ的要求進(jìn)行收集、儲(chǔ)存和運(yùn)輸，并送到符合ISO/IEC17025：2017測(cè)試要求的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)。本次檢測(cè)結(jié)果顯示殘?jiān)泻?9%，含干物質(zhì)21%，主要成分為碳?xì)浠衔铩⒒曳趾徒饘伲瑲堅(jiān)锨逡汉刑細(xì)浠衔铩⒔饘俸土蛩猁}。其中重金屬檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1[3]，通過(guò)表1可以看出殘?jiān)秀~、釩、鋅等多種重金屬，但含量基本都處在較低的數(shù)值。通過(guò)分析此次檢測(cè)結(jié)果，筆者認(rèn)為船舶廢氣清洗系統(tǒng)產(chǎn)生的殘?jiān)梢员话踩靥幚怼?/p>
四、部分國(guó)家洗滌塔殘?jiān)幚憩F(xiàn)狀
歐洲等國(guó)家和地區(qū)較早地劃定了船舶排放控制區(qū)，因此這些地區(qū)的港口配套設(shè)施也較為完善。目前洗滌塔殘?jiān)姆诸惾Q于各港口廢物處理公司的規(guī)定，一些港口已經(jīng)準(zhǔn)備好接收來(lái)自船舶洗滌塔的殘?jiān)笤诘诌_(dá)港口前有廢氣清洗系統(tǒng)殘?jiān)枨蟮拇粦?yīng)提前24 h至5個(gè)工作日發(fā)出通知。波羅的海港口仍在準(zhǔn)備殘?jiān)邮赵O(shè)施，接收費(fèi)用還在考慮之中。丹麥大多數(shù)港口都有接收廢氣清洗系統(tǒng)洗滌水和殘?jiān)南嚓P(guān)設(shè)施，有些港口使用壓濾機(jī)將洗滌塔殘?jiān)鼔簩?shí)，然后運(yùn)輸?shù)教盥駡?chǎng)處理。芬蘭的一些港口直接將洗滌塔殘?jiān)桓段ｋU(xiǎn)廢物處理廠進(jìn)行處理。德國(guó)漢堡港的港口接收設(shè)施可以處理閉式廢氣清洗系統(tǒng)殘?jiān)薪邮招枨蟮拇霸诘竭_(dá)漢堡港前，可使用船舶廢棄物通知表進(jìn)行申報(bào)，在接收洗滌塔殘?jiān)埃枰_定殘?jiān)鼧悠返男再|(zhì)，從而選擇相應(yīng)的處理類型，比如焚燒或回收[2]。
表1 重金屬檢測(cè)結(jié)果 單位：μg/L
由于目前缺乏關(guān)于統(tǒng)一分類和殘留物運(yùn)輸要求的條例/標(biāo)準(zhǔn)，且缺乏在岸處置殘留物的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和做法，這導(dǎo)致不同區(qū)域的港口國(guó)采取不同的岸基處置辦法。且許多港口國(guó)正處于殘?jiān)邮赵O(shè)施建設(shè)的初期階段，這些設(shè)施仍不足以滿足需求，所以需盡快對(duì)殘?jiān)男再|(zhì)進(jìn)行明確，以促進(jìn)各港口國(guó)接收設(shè)施的建設(shè)。
五、建議和措施
（一）洗滌塔殘?jiān)鼫p量化處理
洗滌塔殘?jiān)臄?shù)量不可忽略，根據(jù)計(jì)算結(jié)果一艘總功率為75 624 kW的郵輪，一周內(nèi)產(chǎn)生的洗滌塔殘?jiān)s為12 t，其中含水量可達(dá)到50%至95%，但是船舶如果使用減量化處理，則可以將殘留物減少到原始?xì)埩粑锏?/20。而且目前洗滌塔殘?jiān)鼫p量化技術(shù)已經(jīng)成熟，筆者調(diào)研了一家洗滌塔公司，獲得了以下相關(guān)數(shù)據(jù)：洗滌塔濕殘?jiān)漠a(chǎn)量是9 L/MWh，經(jīng)過(guò)減量化處理后的殘?jiān)縿t是1.8 L/MWh。
因此，船舶應(yīng)在技術(shù)可行的條件下對(duì)洗滌塔殘?jiān)M(jìn)行減量化處理，不僅可以降低船舶收集和處理殘?jiān)某杀荆乙坏⑾礈焖堅(jiān)捏w積經(jīng)過(guò)減量化壓縮使其成為固體，就可以更方便地將減量化處理后的洗滌塔殘?jiān)M(jìn)行分類，從而選擇更為妥善的處理方式。
（二）納入MARPOL公約附則Ⅴ中
關(guān)于如何處理洗滌塔殘?jiān)梢灶惐葏⒖紝?duì)船舶焚燒爐爐渣的處理方式。船舶焚燒爐可以焚燒由主機(jī)、副機(jī)、油水分離器以及各油泵產(chǎn)生的廢油和大多數(shù)固體垃圾，可以看出焚燒爐爐渣成分更為復(fù)雜，而焚燒爐爐渣處理已經(jīng)納入MARPOL公約附則Ⅴ（防止船舶垃圾污染規(guī)則）中，所以我們有合理的理由認(rèn)為洗滌塔殘?jiān)部梢约{入其中，以盡快規(guī)范船舶對(duì)洗滌塔殘?jiān)M(jìn)行處置和方便港口岸上設(shè)施接收[4]。所以，筆者建議把經(jīng)過(guò)減量化處理的洗滌塔殘?jiān){入MARPOL公約附則Ⅴ中，同時(shí)建議將洗滌塔殘?jiān)腥搿癋 操作性廢棄物”，并記錄在垃圾記錄簿中，記錄內(nèi)容應(yīng)包括處置和接收的日期、時(shí)間、位置等。
六、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上對(duì)洗滌塔殘?jiān)幚淼奶接懀P者期望和國(guó)內(nèi)外航運(yùn)界人士一起推動(dòng)國(guó)際海事組織盡快以公約形式確定船舶廢氣清洗系統(tǒng)殘?jiān)男再|(zhì)，以為國(guó)內(nèi)外船舶管理者和港口方面提供明確的指導(dǎo)，使他們能夠妥善地處理船舶產(chǎn)生的廢棄清洗系統(tǒng)殘?jiān)⒁源舜龠M(jìn)各締約國(guó)加快對(duì)洗滌塔殘?jiān)邮赵O(shè)施的規(guī)劃和建設(shè)，更加及時(shí)有效地進(jìn)行處置。
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